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航空发动机结构强度设计习题王延荣主编北京航空航天大学能源与动力工程学院2013.3习题Chapter 11.1 简要解释下列名词术语：(1) 弯矩补偿 (2) 自然补偿 (3) 罩量调整 1.2 简要回答下列问题：(1) 发动机工作中转子叶片受哪些负荷？(2) 转子叶片应力计算中，至少应考虑哪些工作状态？(3) 航空发动机转子叶片截面上承受什么弯矩？通常采用什么方法来降低截面上的弯曲应力？(4) 离心补偿，或称弯曲补偿，在转子叶片设计中如何实现？补偿系数如何确定？ (5) 试用图说明在同一转子上压气机和涡轮转子叶片各截面的重心分布规律(沿周向及轴向)，并阐述其原因。
(6) 转子叶片的叶型截面上，通常何处应力最大？为什么？ (7) 长而薄的转子叶片，其弯曲变形对叶片应力有何影响？1.3 假设转子叶片离心负荷引起的拉伸应力沿横截面均匀分布，试写出离心拉伸应力表达式。
1.4 已知等截面转子叶片材料密度为ρ，转子的角速度为ω，叶尖与叶根截面半径分别为和，叶片的截面面积为，试导出任一半径t r r r A i R 处截面离心拉伸应力i σ的计算式。
何处最大？若叶片为变截面的，叶尖截面积为t A ，叶根截面积为r A ，截面积沿叶高按线性变化，试求出任一截面的离心拉伸应力i σ。
1.5 试写出叶片截面上气体力弯矩表达式。
1.6 试写出转子叶片截面上离心力弯矩表达式。
1.7 试写出叶片横截面上3个特征点A, B, C 处的弯曲应力表达式。
1.8 对于尺寸较大、叶型较薄的风扇/压气机转子叶片，工作时的弯曲变形对其强度有何影响？ Chapter 22.1 简要解释下列名词术语：(1) 位移法 (2) 力法 (3) 等强度盘 (4) 总安全系数 2.2 简要回答下列问题：(1) 试阐述位移法和力法的区别，对其用于轴对称薄盘的应力分析情况怎样。
(2) 试画出轮缘承受外载a σ的实心及空心等温等厚轮盘径向与周向应力沿半径的分布，以及当温度分别呈r c t r t 10)(+=和变化时实心等厚盘的热应力分布；何处应力最大，为什么？设计中可采用什么办法使轮盘中的应力分布均匀些？ 202()t r t c r =+(3) 试说明在发动机起动、停车过程中，涡轮盘上的热应力将发生怎样的变化？ 2.3 试推导轴对称薄盘的平衡方程与几何方程。
飞机结构与系统思考题一. 概述1. 该型飞机基本机体（机身机翼尾翼）概况？从几个方面概括？2. 飞机起落架、系统和座舱等概况？3. 该型发动机概况？推力大小？4. 飞机武器装备及机载设备概况？5. 该型飞机的基本几何参数？（机长、翼展、机高、长径比、进气道直径、机翼面积、前缘后掠角、副翼最大偏转角、襟翼最大放下角度、调节锥最大伸出量、水平尾翼向上下偏转角、后掠角、垂直尾翼面积、后掠角、方向舵最大偏转角、空机重量、最大起飞重量、最大使用M数、静升限、实用升限、上升率、最大航程、最大续航时间、离地速度、着陆速度、起飞滑跑距离(加力状态，带副油箱)、着陆滑跑距离（放着陆减速伞、不放着陆减速伞）、最大使用过载）二. 第一章机体1. 机体组成、机翼组成？2. 翼梁的组成、材料、承载特点、与机身的连接方式？3. 翼肋的组成、材料、作用、结构？4. 蒙皮的厚度与安装位置？5. 整体壁板的构造、安装位置、作用？什么是化学铣切？6. 机翼油箱的构成？7. 机翼与机身的连接方法与连接点？8. 机翼设备与座舱的分布？9. 襟翼的作用、构造、与机翼连接方法与动作传递方法？10. 副翼的作用、构造、与机翼连接方法及动作传递方法？11. 尾翼组成、垂直尾翼组成、水平尾翼组成？12. 垂直安定面的构造、承载特点、翼尖安装的部件及与机身的连接？13. 方向舵的构造及与垂直安定面的连接方法？14. 水平尾翼的构造、与机身连接方法、活动方法？15. 水平尾翼转轴的构造与连接方法？16. 机身的组成、机身前段的构造？17. 隔框的作用、机身前段隔框的构造、作用？18. 机身前段梁的作用与构造？19. 机身前段蒙皮与长桁的作用与构造？20. 机头罩的构造与材料？21. 调节锥的调节方法与构造？22. 机身后段的基本构造？23. 机身后段为什么没有梁？24. 机身各舱位的布局？三. 第二章起落架1. 起落架的基本组成2. 起落架的特点3. 主起落架承力构件的组成和材料4. 主起落架的承力构件的基本作用5. 前起落架的承力构件的组成和材料6. 前起落架的承力构件的基本作用7. 减震支柱的基本工作原理8. 减震支柱的工作特性分析曲线的分析方法9. 主减震支柱的内部构造和基本工作过程10. 前减震支柱的内部构造和基本工作过程11. 前、主减震支柱的基本工作参数12. 主轮的组成与各部件连接关系13. 主轮轮胎的参数和构造14. 圆盘式刹车装置的基本构造、刹车过程和工作原理15. 前轮的组成与各部件连接关系16. 胶囊式刹车装置的基本构造、刹车过程和工作原理17. 前轮的摆振现象18. 减摆器的基本构造和工作原理19. 中立机构的作用、构造和工作过程20. 转轮机构的作用、构造和工作过程21. 前主起落架舱盖的构造、作用与收上方式22. 主起落架的收上锁构造与工作方式23. 前起落架的收上锁构造与工作方式24. 主起落架舱盖的收上方式与上锁方法25. 前起落架舱盖的收上方式26. 起落架信号设备的工作原理和基本组成27. 机械起落架信号的装置工作原理四. 第三章液压系统1. 液压系统的基本组成和工作范围2. 主供压系统的组成和基本工作范围3. 液压泵的组成、功用4. 液压泵的工作原理5. 液压泵的自动调压原理6. 液压泵的基本构造和基本参数7. 液压油箱的构造和工作方式8. 液压油滤的组成和构造、工作原理和基本参数9. 球形蓄压器的构造、功用和基本工作原理10. 安全活门的构造、功用和基本工作原理、基本参数11. 液压表的工作原理12. 节流器的作用和构造13. 单向活门构造、工作原理14. 自封接头和地面接头的工作原理15. 液压油箱增压工作原理和组成16. 增压气瓶的构造和工作原理17. 起落架收放部分的组成和工作过程18. 放下和收上起落架收放部分工作过程19. 起落架收放手柄的构造和工作过程20. 起落架收放电路的工作原理20. 起落架电磁开关的构造和工作原理及基本参数21. 主起落架收放动作筒的构造和工作原理及卡环锁的原理22. 主起落架旋转接头的构造和工作原理23. 轮舱盖动作筒的工作原理和构造24. 起落架液压锁工作原理25. 开锁动作筒的工作原理和功用26. 协调活门的构造和工作原理27. 单向限流活门的工作和工作原理28. 应急放起落架部分组成和工作系统29. 两用活门的构造和工作原理30. 襟翼的基本工作过程31. 襟翼收放部分的组成和工作过程32. 襟翼电磁开关的构造和工作原理33. 襟翼收放作动筒的基本构造和工作原理及基本参数34. 减速板收放特点35. 减速板收放部分组成和工作过程36. 减速板电磁开关的构造和工作原理及基本参数37. 单向膨胀组合活门的构造和工作原理38. 助力液压系统的组成和功用39. 应急液压系统的组成和工作过程40. 副翼助力系统的组成和工作过程41. 副翼电磁开关的构造和工作原理42. 平尾助力部分的组成和工作过程43. 副翼和平尾液压电路的工作过程。
发动机原理与构造思考题1.为什么说航空燃气轮机既是热机又是推进器？2.简单叙述燃气涡轮喷气发动机的组成以及工作原理？3.简单叙述燃气涡轮风扇喷气发动机的组成以及工作原理？4.燃气涡轮发动机分为哪几种？它们在结构以及工作原理上有什么明显区别?5.什么是EGT，为什么它是一个非常重要的监控参数？6.什么是EPR,为什么它是表征推力的参数？7.发动机热效率、推进效率、总效率三者定义以及其关系？8.燃油消耗率sfc定义及表达式。
9.何为发动机机的单位推力？影响推力因素包括？1.进气道的功用以及分类，组成？2.亚音速进气道内部气流参数是如何变化的？3.什么是进气道的总压恢复系数，写出其表达式4.什么是进气道的冲压比？影响冲压比因素？5.流量系数的定义？1.离心式压气机由哪些部件组成，各部件是如何工作的？2.离心式压气机是如何实现增压的？3.离心式压气机的优缺点?4.轴流式压气机由哪些部件组成的，压气机一级是如何定义的?5.什么是基元级及基元级叶栅?6.画出基元级速度三角形。
7.轴流式压气机机匣的结构形式有哪三种，它们各有什么特点？8.攻角的定义何流量系数的定义？9.压气机流动损失包括哪些？各有包括哪些？10.多级轴流式压气机采用何种流程形式，其对应的机匣结构形式有哪几种？11.压气机增压比的定义表达式、总增压比与各级增压比之间的关系?12.理想压气机功和绝热压气机功的定义表达式以及区别?13.压气机效率的定义及表达式?14.为什么要研究压气机的特性？压气机特性、流量特性的定义?15.能够画出单级压气机流量特性图并进行简单的分析（例如对等转速线的分析）?16.堵塞和失速各是？何为旋转失速？17.喘振的定义和现象各是？18.喘振产生根本原因、机理过程，三种防喘措施?19.压气机包含哪些主要部件?20.压气机转子有哪些基本结构型式?21.鼓盘式转子级间连接有哪几种形式?22.减振凸台的作用以及缺点?23.压气机叶片榫头分为哪几种?24.双转子涡扇发动机的机匣由哪几部分组成?25.整体式、分半式机匣的优缺点?1.燃烧室基本性能要求?2.油气比、余气系数的定义?3.燃烧效率定义?4.燃烧室总压恢复系数定义?5.燃烧室中气流总压下降的原因?6.容热强度的定义?7.燃烧室出口温度分布有两个方面的要求?8.燃烧室三种基本结构形式?9.典型单管燃烧室结构，各主要组成部件的功用？10.燃烧室稳定燃烧条件？11.燃烧室工作特点？12.实现稳定燃烧条件需要降低流速以及提高火焰传播速度，如何实现这些条件、分股进气的作用？13.熄火的分类、根本原因、熄火特性定义？14.全环形燃烧室的火焰筒的组成？15.环形燃烧室的分类？16.目前火焰筒主要采用什么冷却方式17.旋流器的作用？18.燃烧室由那些基本构件组成?19.燃烧室局部过热的原因？20.燃烧室的常见故障是什么？1.涡轮的分类？2.涡轮为什么存在单级和多级的划分？3.画出冲击反力式涡轮的基元级速度三角形。
5，飞机结构中翼梁、翼肋、椼条、蒙皮分别起什么作用？答：翼梁：最强有力的纵向构件，它承受大部分弯矩和剪力，在机翼根部与机身用固定连接头连接。
翼肋：是横向受力骨架，用来支撑蒙皮，维持机翼的剖面形状。
椼条：主要用于支撑蒙皮，提高蒙皮的承载能力，将蒙皮的气动力传递给翼肋。
蒙皮：主要功用是承受局部气动载荷，形成和维持机翼的气动外形，同时参与承受机翼的剪力/弯矩和扭矩。
4，叙述气压式空速表的测量原理：答：空速管的正前端开有总压孔，在稍后面垂直侧壁方向开有一圈静压孔，空速管正对气流时，前端气流形成驻点，速度为零，根据伯努利方程，这点的气压为总压；侧壁的静压孔因其与气流方向垂直，感受到的压力与气流速度无关，因此它感受的是大气静压。
其中表壳内开口膜盒外接的是空速管的静压孔，开口膜盒内接空速管的总压孔。
因此开口膜盒感受的是总压与静压的差，即动压。
由伯努利方程可知，动压P=½pv²，这样我们就可以间接得到速度值。
17，惯性导航系统的导航原理是什么？答：惯性导航需要测量飞行器的加速度，由运动学可知v=at，当初速度为0时，位移与匀加速度的关系为s=½at²,通过加速度计测量加速度，然后对时间积分，就可得到速度和位移。
因为速度是矢量，有方向性，若以起始点为原点，则可以得到当时相对于原点的位置。
、4，为什么螺桨式飞机不适于高速飞行？高速飞行时，活塞式发动机为什么要被空气喷气发动机所代替？答：随着飞机飞行速度的提高，尤其是发展到要突破“声障”这个重要关口时，活塞式发动机就无能为力了。
这是因为要进一步增大活塞式发动机的功率以克服剧增的激波阻力，就必须增加气缸的数目或加大气缸的容积，这就必然会导致发动机重量和体积的急速增加，这是飞机无法承受的。
另外，随着飞机飞行速度的提高，螺旋桨的效率会大大降低。
因为当飞机以接近声速飞行时，螺旋桨桨叶叶尖上的速度会很大，以至于超过声速，甚至大部分桨叶处于超声速范围内，这样就产生了激波和激波阻力。
航空发动机考试试题航空发动机作为飞机的“心脏”，其重要性不言而喻。
为了检验大家对航空发动机相关知识的掌握程度，以下是一套精心设计的航空发动机考试试题。
一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种材料通常不用于制造航空发动机的叶片？（）A 钛合金B 高温合金C 铝合金D 陶瓷2、航空发动机的推力主要取决于（）A 进气量B 燃烧温度C 排气速度D 以上都是3、涡扇发动机的涵道比越大，以下哪种性能会提高？（）A 燃油经济性B 推力C 高速性能D 机动性4、在航空发动机中，用于增加空气压力的部件是（）A 压气机B 涡轮C 燃烧室D 尾喷管5、航空发动机的热效率主要受到以下哪个因素的限制？（）A 材料耐高温性能B 燃烧效率C 机械摩擦损失D 以上都是6、哪种类型的航空发动机适用于高空高速飞行？（）A 涡桨发动机B 涡轴发动机C 涡喷发动机D 活塞发动机7、航空发动机的喘振现象主要与以下哪个部件有关？（）A 压气机B 涡轮C 燃烧室D 进气道8、以下哪种冷却方式在航空发动机中应用较为广泛？（）A 空气冷却B 液体冷却C 蒸发冷却D 辐射冷却9、航空发动机的大修间隔时间通常取决于（）A 飞行小时数B 起降次数C 飞行环境D 以上都是10、下列关于航空发动机燃烧室的描述，错误的是（）A 提供稳定的燃烧环境B 实现燃料的高效燃烧C 温度均匀分布D 不需要承受高温高压二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、航空发动机按照工作原理可以分为_____、＿____、＿____等类型。
2、涡扇发动机的核心机包括_____、＿____、＿____。
3、航空发动机的主要性能参数包括推力、＿____、＿____、＿____等。
4、压气机的工作原理是通过_____和_____来提高空气压力。
5、涡轮叶片通常采用_____的冷却方式。
6、航空发动机的燃油系统主要由_____、＿____、＿____等组成。
7、为了减少航空发动机的重量，常采用_____和_____等先进制造技术。
燃气涡轮发动机相关概念1. 为什么说航空燃气轮机既是热机又是推进器？答:燃气涡轮发动机是将燃油燃烧释放出的热能转变为机械能的装置。
它既是热机又是推进器，因为它是由高速流过发动机的燃气对发动机的反作用力来推动飞机运动的一种热机.2. 简单叙述燃气涡轮喷气发动机的组成以及工作原理答：燃气涡轮发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管组成。
工作原理：燃气涡轮喷气发动机以空气作为工质。
进气道将所需的外界空气以最小的流动损失顺利地引入发动机，压气机通过高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力，高压空气在燃烧室和燃油混合，燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气，高温高压的燃气首先在涡轮膨胀，将燃气的部分焓转变为机械能，推动涡轮旋转，去带动压气机然后燃气在喷管继续膨胀，加速燃气，提高燃气速度，使燃气以较高的速度喷出，产生推力。
3. 燃气涡轮发动机分为哪几种？它们在结构以及工作原理上有什么明显区别燃气涡轮发动机分为涡喷、涡扇、涡桨、涡轴四种。
涡轮螺旋桨发动机由燃气轮机和螺旋桨组成，在他们之间还安排 了一个减速器。
工作原理：空气通过排气管进入压气机；压气机以高速旋转的叶片对空气做功压缩空气，提高空气的压力；高压空气在燃烧室和燃油混合，燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气；高温高压的燃气在涡轮膨胀，推动涡轮旋转输出功去带动压气机和螺旋桨，大量的空气流过旋转地螺旋桨，其速度有一定的增加，使螺旋桨产生相当大的拉力；气体流过发动机，产生反作用力。
如果燃气发生器后的燃气可用能全部用于驱动动力涡轮而不产生推力，则燃气涡轮发动机成为涡轮轴发动机，动力涡轮轴上的功率可以用来带动直升机的旋翼。
涡轮风扇发动机是由进气道、风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和喷管组成。
4. 什么是EGT ，为什么它是一个非常重要的监控参数？答:EGT 是发动机排气温度。
原因：1、EGT 的高低反映了发动机中最重要、最关键的参数涡轮前总温的高低 2、EGT 的变化反映了发动机性能的变化；3、EGT 的变化反应发动机的故障。
2-01 飞机在铅垂平面内作圆周运动，在A 点过载可能最小，在B 点过载最大。
A 点：G N Y y =+ gRv G N n yy 211-=-= 02.01000*8.9)6.3/360(12-=-=y n或y N G Y =+ 112-=-=gRv G N n yy02.011000*8.9)6.3/360(2=-=y nB 点：y N G Y += gRv G N n yy 211+=+=02.21000*8.9)6.3/360(12=+=y n2-02 （1）发动机重心处的过载系数2.18.93*92.3===∆gLn z yE ω（()()3.92*3 1.29.8z yE L n g ω--∆===） 8.12.13-=+-=∆+=yE y yE n n n（2）质量载荷1) 由发动机惯性矩引起的支座反力：120( 3.92)470.4z M I kgm ω==⨯-=-470.4470.41.0M N kg l -===- (1)(1)/470.4/470.4A BN M l kg N M l kg==-=-=2) 由发动机重心过载引起的支座反力：(2)(2)0.8*( 1.8)*100014400.2*( 1.8)*1000360A BN kg N kg=-=-=-=-(1)(2)(1)(2)1440470.41910.4360470.4110.4A A A B BBN N N kgN N N kg=+=--=-=+=-+=发动机作用于机身结构接头上的质量载荷应反向，即''1910.4110.4A B A B N N kg N N kg=-==-=-2-03θcos G N Y y =+ gRv n y 2cos -=θ)(cos y n gR v -=θ 当y n 最小时，取得最大值s m v /9.261))0.3(5.0(*2000*8.9max =--=y N G Y =+θcos θcos 2-=gRv n y(cos )y v gR n θ=+ 当y n 最大时，取得最大值max 9.8*2000*(6.50.5)370.4/v m s =+=2-04G N Y y += 08.51000*8.9)6.3/720(1122=+=+=gR v n y s m n gR v y /92.2617*1000*8.9)1(max max ==-=m n g v R y 09.5837*8.9)6.3/720()1(2max 2min==-=2-05⎩⎨⎧==Rmv Y G Y /sin cos 2γγ γcos 1=y n y n 1cos =γ 211sin y n -=γ gR v n y/122=- gRv tg 2=γ不加力状态：24.31))690*8.9/()6.3/520((1)/(2222max =+=+=gR v n y086.3690*8.9)6.3/520(2max==γtg 72m ax =γ加力状态：63.41))680*8.9/()6.3/625((1)/(2222max =+=+=gR v n y52.4680*8.9)6.3/625(2max==γtg 5.77max =γ不加力状态：kg G n N y 972300*24.3max ===加力状态：kg G n N y 1356300*52.4max ===2-0681.34*902.0*22.5*8.96.111/39200*2/2===b gC S G H y g ρμα368.081.33.581.3*88.03.588.0=+=+=gg w K μμ15.8368.0*6.111/39200*220*145*902.0*22.51/21=+=+=w y y K SG UV C n ρα2-07xβyu2cos 10==βy n 608.32940*2)6.3/900(60sin *20*225.1*4/2===∆ S G UVC n y y ρα608.50=∆+=y y y n n n2-0837.2)800*8.9/()6.3/540(5.0/cos 220-=-=-=gR v n y θ612.088.0*20/8.9*5000*26.3/540*5.0*10*01.1*5.4/2===∆K SG UV C n y y ρα76.1612.037.2-=+-=y n2-092.58.9*82001000*)4.78147643(=--=--=G Y Y Y n tm te w y2/16.412.4*8.9)1(s m n g a y ==-=2/*5.0**2/*4.0**2/*4.0*2/2/L n G L n G L Y M y b y w e --=N M e 4.264072/7.9*))5.0*1004.0*773(*2.5*8.94.0*2/64300(-=--= Nm fM M e d 1.39611-==22.2826.3*8.9*7975*8.9677.5*7840011===∆x gI L Y n z a tm y N G n n f P y y d 7.98168.9*90*)22.22.5(*5.1*)(11=+=∆+=剩余强度η定义为结构的许用应力][σ与结构的最大工作应力σ之比值，即σση][=结构强度设计的任务是在使用载荷下结构工作应力应不大于材料的屈服应力，在设计载荷下结构的工作应力应不大于结构的破坏应力。
航空航天概论思考题1．什么是航空？什么是航天？航空与航天有何联系？答：飞行器在地球大气层内的航行活动为航空。
指人造地球卫星、宇宙飞船等在地球附近空间或太阳系空间飞行。
联系：ⅰ：航空宇航天是紧密联系的；ⅱ：航空航天技术是高度综合的现代科学技术：力学、热力学和材料学是航空航天的科学基础。
电子技术、自动糊控制技术、计算机技术、喷气推进技术和制造工艺技术对航空航天的进步发挥了重要作用。
医学、真空技术和低温技术的发展促进了航天的发展。
2．航天器是怎样分类的？各类航天器又如何细分？答：按技术分类和按法律分类。
按技术分类主要按飞行原理进行分类，根据航空器产生升力的原理不同，航空器可分为两大类：⑴轻于空气的航空器⑵重于空气的航空器。
轻于空气的航空器包括：气球，汽艇，飞艇等；重于空气的航空器又分为：固定翼航空器、旋翼航空器、扑翼机、侧旋转翼机。
其中固定翼航空器又分为飞机和滑翔机；旋翼航空器又分为直升机和旋翼机。
按法律分类：分为民用航空器和国家航空器。
3、要使飞机能够成功飞行，必须解决什么问题？答：作为动力源的发动机问题；飞行器在空中飞行时的稳定和操纵问题。
3．简述对飞机的创造发明做出卓越贡献的科学家，及他们的工作？答：阿代尔在1890年10月9日制成了一架蝙蝠状的飞机进行试飞，但终因控制问题而摔坏。
美国科学家S.P.兰利1891年设计了内燃机为动力的飞机，但试飞均告失败。
德国的O.李林达尔，完善了飞行的稳定性和操纵性，于1891年制成一架滑翔机，成功地飞过了30米的距离。
美国的莱特兄弟从1896年开始研究飞行，他们在学习前人著作和经验的基础上，分析其成败的原因，并用自制的风洞进行了大量的试验，于1900年制成了一架双翼滑翔机，先进行滑翔飞行和改进，尔后又开始了动力飞行试验。
1906年，侨居法国的巴西人桑托斯.杜蒙制成箱形风筝式飞机“比斯－14”，并在巴黎试飞成功。
1908年，冯如在旧金山自行研制出我国第一架飞机。
一、基本概念1. 转子叶片的弯矩补偿答：适当地设计叶片各截面重心的连线，即改变离心力弯矩，使其与气体力弯矩方向相反，互相抵消，使合成弯矩适当减小，甚至为零，称为弯矩补偿。
2. 转子的自位作用答：转子在超临界状态下工作时，其挠度与偏心距是反向的，即轮盘质心位于轴挠曲线的内侧，不平衡离心力相应减小，使轴挠度急剧减小，并逐渐趋于偏心距e，称为“自位”作用。
3. 动不平衡与动不平衡度答：由不平衡力矩引起的不平衡称为动不平衡；动不平衡度是指动不平衡的程度，用me表示，常用单位是g.cm。
4. 静不平衡与静不平衡度答：由不平衡力引起的不平衡称为静不平衡；静不平衡度是指静不平衡的程度，用质量与偏心矩的乘积me表示，常用单位为g.cm。
5. 挠轴转子与刚轴转子答：轴的刚性相对于支承的刚度很小的转子系统称为挠性转子；转子的刚性相对于支承的刚性很大的转子称为刚性转子。
6. 转子叶片的静频与动频答：静止着的叶片的自振频率称为静频；旋转着的叶片的自振频率称为动频；由于离心力的作用，叶片弯曲刚度增加，自振频率较静频高。
7. 转子的临界转速答：转子在转速增加到某些特定转速时，转子的挠度会明显增大，当转速超过该转速时，挠度又明显减小，这种特定的转速称为转子的临界转速，是转子的固有特性。
8. 转子的同步正涡动与同步反涡动答：自转角速度与进动角速度大小与转向均相同的涡动称为同步正涡动；自转角速度与进动角速度大小相等，但转向相反的涡动称为同步反涡动。
9. 转子的同步正进动与同步反进动答：自转角速度与进动角速度大小与转向均相同的涡动称为同步正涡动，对应的进动称为协调正进动；自转角速度与进动角速度大小相等，但转向相反的涡动称为同步反涡动，对应的进动称为协调反进动。
10. 持久条件疲劳极限答：规定一个足够的循环次数LN，以确定LN下的“持久疲劳极限”，称为“持久条件疲劳极限”。
11. 尾流激振答：气流通过发动机内流道时，在内部障碍物后（如燃烧室后）造成气流周向不均匀，从而对后面转子叶片形成激振。
飞行学院《航空发动机原理与构造》复习.飞行学院《航空发动机原理与构造》复习资料第一部分：航空发动机构造一、单项选择题（每题2分）1.涡喷?涡扇?涡桨?涡轴发动机中,耗油率或当量耗油率的关系是（A）?A．sfc涡喷>sfc涡扇>sfc涡桨>sfc涡轴B．sfc涡扇>sfc涡桨>sfc涡轴>sfc涡喷C．sfc涡桨>sfc涡轴>sfc涡喷>sfc涡扇D．sfc涡轴>sfc涡喷>sfc涡扇>sfc涡桨2.发动机转子卸荷措施的目的是（B）。
A．减少发动机转子负荷，降低了发动机推力，以提高发动机运行可靠性B．减少发动机转子轴向力，减少止推轴承数量，提高转子工作可靠性C．减少发动机转子负荷，提高发动机推力D．减少发动机转子负荷，降低转子应力水平，提高转子结构强度3.涡扇发动机中，忽略附件传动功率，涡轮转子与压气机转子扭矩之间的关系是（D）。
A．M涡轮＞－M压气机B．M涡轮＜－M压气机C．M涡轮＝M压气机D．M涡轮＝－M压气机4.压气机转子结构中，加强盘式转子是为了（B）。
A．加强转子强度，提高转子可靠性B．加强转子刚度，提高转子运行稳定性C．加强转子冷却效果，降低温度应力D．加强转子流通能力，提高压气机效率5.压气机转子结构中（B）。
A．鼓式转子的强度＞盘式转子的强度B．鼓式转子的强度＜盘式转子的强度C．鼓式转子的强度＝盘式转子的强度D．鼓式转子与盘式转子强度比较关系不确定6.压气机转子结构中的刚度（A）A．盘鼓混合式转子＞盘式转子B．盘鼓混合式转子＜盘式转子C．盘鼓混合式转子＝盘式转子D．盘鼓混合式与盘式转子刚度大小关系不确定7.压气机静子机匣上放气机构的放气窗口通常位于（A）A．静子叶片处B．转子叶片处C．静子叶片与转子叶片之间D．转子叶片与静子叶片之间8.压气机转子工作叶片的榫头结构承载能力（D）A．燕尾形＞枞树形＞销钉式B．燕尾形＞销钉式＞枞树形C．销钉式＞枞树形＞燕尾形D．枞树形＞燕尾形＞销钉式9.燃烧室的燃油喷嘴结构中，稳定工作范围（A）A．蒸发式喷嘴＞离心式喷嘴B．蒸发式喷嘴＜离心式喷嘴C．蒸发式喷嘴＝离心式喷嘴D．蒸发式喷嘴与离心式喷嘴比较关系不能确定10.燃烧室火焰简上的轴向力（A）A．向前B．向后C．近似为零D．方向不定11.为减少热应力,燃气涡轮发动机燃烧室火焰筒通常采用（B）结构?A.无约束B.欠静定约束C.静定约束D.超静定约束12.涡轮转子工作叶片的榫头大多采用（C）结构。
《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型？指出它们的共同点、区别和应用。
答：2.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的？答：涡喷二十世纪三十年代（1937年WU；1937年HeS3B）；涡扇 1960~1962军用涡扇 1966~19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答：不带加力，带加力，分排，混排，高涵道比，低涵道比。
4.什么是涵道比？涡扇发动机如何按涵道比分类？答：（一）B/T，外涵与内涵空气流量比；（二）高涵道比涡扇（GE90），低涵道比涡扇（Al-37fn）5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。
答：压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。
6.从发动机结构剖面图上，可以得到哪些结构信息？答：a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标，指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指标。
答：涡喷表2.1涡扇表2.3军用涡扇表2.22.al-31f发动机的主要结构特点是什么？在该机上采用了哪些先进技术？答：AL31-F结构特点：全钛进气机匣，23个导流叶片；钛合金风扇，高压压气机，转子级间电子束焊接；高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片；环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴，两个点火器，采用半导体电嘴；高压涡轮叶片不带冠，榫头处有减振器，低压涡轮叶片带冠；涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器，可使冷却空气降温125-210*c；加力燃烧室采用射流式点火方式，单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障；收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成；排气方式为内、外涵道混合排气。
3.ALF502发动机是什么类型的发动机？它有哪些有点？答：ALF502，涡轮风扇。
优点：●单元体设计，易维修●长寿命、低成本●B/T高耗油率低●噪声小，排气中NOx量低于规定第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中，两种基本类型压气机的优缺点有哪些？答：（一）轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大，迎风阻力小，但是单级压比小，结构复杂；（二）离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高；但是迎风面积大，难于获得更高的总增压比。
2.轴流式压气机转子结构的三种基本类型是什么？指出各种转子结构的优缺点。
答3.在盘鼓式转子中，恰当半径是什么？在什么情况下是盘加强鼓？答：（一）某一中间半径处，两者自由变形相等联成一体后相互没有约束，即无力的作用，这个半径称为恰当半径；（二）当轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形；实际变形处于两者自由变形之间，具体的数值视两者受力大小而定，对轮盘来说，变形减少了，周向应力也减小了；至于鼓筒来说，变形增大了，周向应力增大了。
4.对压气机转子结构设计的基本要求是什么？答：基本要求：在保证尺寸小、重量轻、结构简单、工艺性好的前提下，转子零、组件及其连接处应保证可靠的承受载荷和传力，具有良好的定心和平衡性、足够的刚性。
5.转子级间联结方法有哪些答：转子间：1>不可拆卸，2>可拆卸，3>部分不可拆部分可拆的混合式。
6.转子结构的传扭方法有几种？答：a)不可拆卸：例，wp7靠径向销钉和配合摩擦力传递扭矩；b)可拆卸：例，D30ky端面圆弧齿传扭；c)混合式：al31f占全了；cfm56精制短螺栓。
7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子？答：P40 图3.6 _c\d8.工作叶片主要由哪两部分组成答：叶身、榫头（有些有凸台）9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么？答：减振凸台，通过摩擦减少振动，避免发生危险的共振或颤振。
10.叶片的榫头有哪几种基本形式？压气机常用哪一种？答：a)销钉式榫头；b)枞树型榫头；c)燕尾式榫头d)压气机常用销钉式和燕尾式11.压气机机匣的功用是什么？答：a)提高压气机效率；b)承受和传递的负载c)包容能力12.列举压气机机匣的三种基本结构形式？答：a)整体式b)分半式c)分段式13.列举整流叶片与机匣联接的三种基本方法？答：a)榫头联接b)焊接c)环14.双转子涡轮风扇发动机的中介机匣与中间机匣的区别及功用是什么答：中间机匣在外，包括低压压气机机匣中介机匣，高压压气机机匣；包含关系。
15.简述篦齿密封的基本原理。
答：篦齿形成若干个空腔。
封气装置两侧总压差p0-p2不变；由于分割，漏气截面两侧的压差减少。
同时尽可能小地保留间隙，因为篦齿为刀刃式，齿尖做的很薄，一旦与静子相碰，也不会引起严重后果。
减少压差的同时，减少了漏气面积，有效减少漏气量。
16.为什么要进行整流罩和进气机匣防冰？如何防冰？答：a)当发动机在空气湿度较高和气温近0*C的条件下工作时，发动机进口部分，如进气道唇口，整流罩等易结冰。
（一）冰层使发动机进口截面积减小，改变发动机进口流场，使发动机性能变坏，严重时可能引起喘振；（二）此外由于振动，冰层破裂，冰块被吸入发动机，打伤叶片b)（一）引压气机热空气；（二）电加温；（三）涂层17.简述压气机主要的防喘振措施及原理。
答a)放气机构：把空气从压气机中间级放出；b)进口可转导流叶片和可弯弯度导流叶片叶片改变角度后使压气机进口预旋量改变，进口处第一级叶片进口气流攻角恢复到接近设计态度，消除叶背上的气体分离，避免喘振发生；c)多级可调静止叶片。
d)机匣处理：吹气，斜槽，环槽e)双转子或三转子压气机，在相同增压比及总级数时，当压气机转子分开后每个转子的级数减少，同时各转子可以在各自的最佳转速工作18.简述压气机静子可调整流叶片的组成及功用。
答：<一>组成：可调静止叶片，摇臂，联动环，曲轴，作动筒，控制器。
<二>后面级防喘振，使后面级转子叶片进口气流攻角也接近到设计状态的数值，消除叶背上的气流分离。
19.离心式压气机主要由哪几部分组成答：离心式叶轮，叶片式扩压器，压气机机匣。
第四章燃气涡轮1.航空燃气涡轮发动机中，涡轮有哪两种基本类型？答：轴流式涡轮，径向式涡轮2.概括涡轮工作条件有哪三高?答：燃气温度高，转速高，负荷高3.从截面翼型的薄厚、曲率、叶冠、或凸台、榫头、材料、冷却的几个方面看，涡轮工作叶片与压气机工作叶片的区别有哪些？答：4.涡轮工作叶片的叶冠的功用有哪些答：利用互相摩擦吸收振动能量，从而有效减振；相邻叶冠合壁成环型，气流限制在叶片与叶冠的流道中流动，减小潜流损失，提高效率。
5.涡轮转子联接的基本要求是什么？答：a)盘与轴联接：足够刚度，强度，不削弱盘与轴，以便能传负荷；盘与轴在装配及工作时应可靠的定心；联接处高热阻，减少盘向轴传热b)盘与盘联接：除了强度与刚性，可靠定心之外，还要考虑级数与联接部分较多对整个涡轮转子的影响（减小热应力，便于拆装，减小振动）；c)叶片与盘联接：除了与压气机中要求相同外，还要求允许榫头自由膨胀，以减小热应力；另一方面，榫头传热要好。
6.简述可拆卸涡轮转子中，盘_轴、盘_盘的联接方法。
答：a)盘_轴：利用连接件（长螺栓、短螺栓和套齿）将轴与盘连接起来。
b)盘与盘：依靠长拉杆，短螺栓连接。
7.列举枞树型榫头的优点。
答：a)叶根与轮缘部分的材料利用合理，承力截面积大，承拉截面接近等强，因此重量较轻；b)榫头在轮缘所占的周向尺寸较小，因为在轮盘上可安装较多的叶片；c)这种榫头可以有间隙地插入榫槽，允许榫头与轮缘受热后自由膨胀；d)可以利用榫头的装配间隙通入冷却空气，对榫头和轮缘进行冷却；e)拆装及更换叶片方便8.简述涡轮机匣的设计要求。
答：a)尽可能减少涡轮叶尖径向间隙，以提高涡轮效率，但又要保证工作时转子与静子不致碰坏；b)既要保证机匣具有足够的刚性，又要减轻机匣重量，并便于装配；c)工作时，机匣相互间要很好地热定心，转子与静子之间能保持良好的同心度。
9.涡轮机匣和压气机机匣相比的结构特点是什么？a)答：整体的----涡轮机匣b)分段、分半的--压气机机匣10.涡轮部件冷却的目的及对冷却气的要求是什么？在涡轮部件上采用的冷却、散热、隔热措施有哪些？答：<一>目的a)提高涡轮前燃气温度T*4，以提高发动机性能；b)在涡轮前燃气温度T*4给定时，降低零件工作温度到允许范围内，以保证这些零件具有必要的机械强度；c)使零件内温度分布均匀，减少热应力；d)提高零件表面耐蚀性，将零件与燃气涡轮气流隔开，避免对零件表面的侵蚀；e)尽可能采用廉价的耐热材料。
<二> 要考虑冷却空气的压力、流量、温度和清洁，以保证冷却的有效性，冷却的有效性是指发动机的综合性和性能获得最大的增益。
<三>措施a)盘的冷却：空气沿轮盘侧面径向吹风冷却；空气吹过叶片根部榫槽间隙。
b)涡轮叶片的冷却：对流冷却、喷射冷却、气膜冷却、发散冷却。
11.涡轮冷却系统的冷却对象有哪些答：叶片榫头、涡轮盘、第一级涡轮导向叶片、轴承、承力环、涡轮外环12.什么是TCC?减少涡轮叶尖间隙有哪些措施？答：（一）TCC涡轮叶尖间隙控制系统（二）在机匣内表面采用易磨封严材料与结构是减小间隙的有隙的有效办法；（三）采用主动间隙控制技术使用叶尖间隙尽量处于最佳状态下工作。
13.挂钩式涡轮导向器有哪些优点？答：a)涡轮机匣避免了开孔，又得到固定叶片用的环槽座的加强，这对机匣强度，刚性有利，又省掉了紧固件，装拆方便，又可减重；b)导向叶片的固定可靠。
由于气流的轴向力是向后的。
促使导向叶片压紧在环槽内；c)导向叶片外缘板与机匣间有较大的间隙，它与涡轮封严环一起与涡轮机匣形成双层壁结构；d)导向叶片内端有内支撑，从而提高了叶片的抗振刚性，减少了漏气损失，又保证了叶片自由膨胀；e)利用机匣的扩散形结构，很好解决了多级低压涡轮的装配和拆卸问题，改善了工艺性和维修性。
14.气冷式涡轮转子叶片的温度分布规律及危险截面的位置是什么？答：图4-46 叶根附近应力较大，温度分布是叶身中间最高；蠕变寿命最短的断裂面通常在叶根稍向外一些的部位。
15.涡轮盘轮缘处的热应力在发动机工作循环中的变化规律是什么？答：？？？？？？？？？？要参考发动机强度，用热应力公式解释。
第五章燃烧室1.燃烧室有几种基本类型？答：分管（单管）燃烧室，环管燃烧室，环形燃烧室。
2.环形燃烧室的四种基本类型是什么？答：a)带单独头部的环形燃烧室；b)全环形燃烧室；c)折流式环形燃烧室；d)回流式环形燃烧室。
3.燃烧室主要由哪几部分组成？答：扩压器、壳体、火焰筒、燃油喷嘴、点火器等构件。
4.简述火焰筒的组成及各部分的功用。
答a)火焰筒筒体：组织燃烧的场所；b)涡流器：形成火焰筒头部回流区，降低气流速度，在火焰筒头部形成稳定火焰，保证稳定工作。
